納米級金屬粉末（粒徑＜100nm）可實(shí)現(xiàn)超高分辨率打印（層厚＜5μm），用于微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）和醫(yī)療微型傳感器。例如，納米銀粉打印的柔性電路導(dǎo)電性接近塊體銀，但成本是傳統(tǒng)蝕刻工藝的3倍。主要瓶頸是納米粉的高活性：比表面積大導(dǎo)致易氧化（如鋁粉自燃），需通過表面包覆（如二氧化硅涂層）或惰性氣體封裝儲存。此外，納米顆粒吸入危害大，需配備N99級防護(hù)的封閉式打印系統(tǒng)。日本JFE鋼鐵已開發(fā)納米鐵粉的穩(wěn)定制備工藝，未來或推動(dòng)微型軸承和精密模具制造。

AlSi10Mg鋁合金粉末在汽車和航天領(lǐng)域都掀起了輕量化革新。其密度為2.68g/cm3，通過電子束熔融（EBM）技術(shù)成型的散熱器、衛(wèi)星支架等部件可減重30%-50%。研究發(fā)現(xiàn)，添加0.5%納米Zr顆粒可細(xì)化晶粒至5μm以下，明著提升抗拉強(qiáng)度至450MPa。全球帶領(lǐng)企業(yè)已推出低孔隙率（<0.2%）的改性鋁合金粉末，配合原位熱處理工藝使零件耐溫性突破200℃。但需注意鋁粉的高反應(yīng)性需在惰性氣體環(huán)境中處理，粉末回收率控制在80%以上才能保證經(jīng)濟(jì)性。

鈷鉻合金（如CoCrMo）因高耐磨性、無鎳毒性，成為牙科冠橋、骨科關(guān)節(jié)的優(yōu)先材料。傳統(tǒng)鑄造工藝易導(dǎo)致成分偏析，而3D打印鈷鉻合金粉末通過逐層堆積，可實(shí)現(xiàn)個(gè)性化適配。例如，某品牌3D打印鈷鉻合金牙冠，通過患者口腔掃描數(shù)據(jù)直接成型，邊緣密合度＜50μm，使用壽命較傳統(tǒng)工藝延長3倍。在骨科領(lǐng)域，某醫(yī)院采用3D打印鈷鉻合金膝關(guān)節(jié)假體，通過多孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)促進(jìn)骨長入，術(shù)后發(fā)病率從2%降至0.3%。但鈷鉻合金粉末硬度高（HRC 35-40），需采用高功率激光器（≥500W）才能完全熔化，設(shè)備成本較高。

鈦合金是3D打印領(lǐng)域廣闊使用的金屬粉末之一，因其高的強(qiáng)度重量比、耐腐蝕性和生物相容性而備受青睞。通過選擇性激光熔化（SLM）技術(shù)，鈦合金粉末被逐層熔融成型，可制造復(fù)雜航空部件如渦輪葉片、發(fā)動(dòng)機(jī)支架等。其致密度可達(dá)99.5%以上，力學(xué)性能接近鍛造材料。近年來，科研團(tuán)隊(duì)通過優(yōu)化粉末粒徑（15-45μm）和工藝參數(shù)（激光功率、掃描速度），進(jìn)一步提升了零件的抗疲勞性能。此外，鈦合金在醫(yī)療植入物（如人工關(guān)節(jié)）領(lǐng)域的應(yīng)用也推動(dòng)了低氧含量（<0.1%）粉末的開發(fā)。金屬材料微觀結(jié)構(gòu)的定向調(diào)控是提升3D打印件疲勞壽命的重要研究方向。

模仿蜘蛛網(wǎng)的梯度晶格結(jié)構(gòu)，3D打印鈦合金承力件的抗沖擊性能提升80%?？湛虯350的機(jī)翼接頭采用仿生分形設(shè)計(jì)，減重高達(dá)30%且載荷能力達(dá)15噸。德國KIT研究所通過拓?fù)鋬?yōu)化生成的髖關(guān)節(jié)植入體，彈性模量匹配人骨（3-30GPa），術(shù)后骨整合速度提升40%。但仿生結(jié)構(gòu)支撐去除困難：需開發(fā)水溶性支撐材料（如硫酸鈣基材料），溶解速率控制在0.1mm/h，避免損傷主體結(jié)構(gòu)。美國3D Systems的“仿生套件”軟件可自動(dòng)生成輕量化結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)效率提升10倍。

再生金屬粉末技術(shù)通過廢料回收重熔造粒，為環(huán)保型3D打印提供低成本、低碳排放的可持續(xù)材料解決方案。天津粉末品牌

通過雙送粉系統(tǒng)或?qū)娱g材料切換，3D打印可實(shí)現(xiàn)多金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)。例如，銅-不銹鋼梯度材料用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)壁，銅的高導(dǎo)熱性可快速散熱，不銹鋼則提供高溫強(qiáng)度。NASA開發(fā)的GRCop-42（銅鉻鈮合金）與Inconel 718的混合打印部件，成功通過超高溫點(diǎn)火測試。挑戰(zhàn)在于界面結(jié)合強(qiáng)度控制：不同金屬的熱膨脹系數(shù)差異可能導(dǎo)致分層，需通過過渡層設(shè)計(jì)（如添加釩或鈮作為中間層）優(yōu)化冶金結(jié)合。未來，AI驅(qū)動(dòng)的材料組合預(yù)測將加速FGM的工程化應(yīng)用。天津粉末品牌